"Халуун төмс!" - Энэ нь төслийн алдааг олж засварлах явцад олон инженер, үйлдвэрлэгч, оюутнууд микро stepper мотортой холбоотой анхны мэдрэмж байж магадгүй юм. Микро stepper мотор ажиллах явцад дулаан ялгаруулах нь маш түгээмэл үзэгдэл юм. Гэхдээ гол нь хэр халуун байх нь хэвийн үзэгдэл вэ? Мөн хэр халуун байх нь асуудал байгааг илтгэх вэ?

Хэт халалт нь моторын үр ашиг, эргүүлэх хүч болон нарийвчлалыг бууруулаад зогсохгүй урт хугацаанд дотоод дулаалгын элэгдлийг хурдасгаж, эцэст нь моторт байнгын гэмтэл учруулдаг. Хэрэв та 3D хэвлэгч, CNC машин эсвэл робот дээрх бичил stepper моторын халуунтай тэмцэж байгаа бол энэ нийтлэл танд зориулагдсан болно. Бид халууралтын үндсэн шалтгааныг судалж, танд 5 шууд хөргөлтийн шийдлийг санал болгоно.

1-р хэсэг: Үндсэн шалтгааныг судлах - бичил stepper мотор яагаад дулаан ялгаруулдаг вэ?

Нэгдүгээрт, гол ойлголтыг тодруулах шаардлагатай: бичил stepper моторын халаалт зайлшгүй бөгөөд бүрэн зайлсхийх боломжгүй. Үүний халаалт нь голчлон хоёр талаас үүдэлтэй:

1. Төмрийн алдагдал (цөмийн алдагдал): Хөдөлгүүрийн статор нь давхарласан цахиурын ган хуудаснаас бүрддэг бөгөөд хувьсах соронзон орон нь хуйлралт гүйдэл болон гистерезис үүсгэж, дулаан үүсгэдэг. Алдагдлын энэ хэсэг нь моторын хурд (давтамж)-тай холбоотой бөгөөд хурд өндөр байх тусам төмрийн алдагдал ихэвчлэн их байдаг.

2. Зэсийн алдагдал (ороомгийн эсэргүүцлийн алдагдал): Энэ бол дулааны гол эх үүсвэр бөгөөд бидний оновчлолд анхаарлаа төвлөрүүлж болох хэсэг юм. Энэ нь Жоулын хуулийг дагадаг: P=I ² × R.

P (цахилгаан алдагдал): Эрчим хүчийг шууд дулаан болгон хувиргадаг.

Би (одоогийн):Моторын ороомогоор урсах гүйдэл.

R (Эсэргүүцэл):Хөдөлгүүрийн ороомгийн дотоод эсэргүүцэл.

Энгийнээр хэлбэл, үүссэн дулааны хэмжээ нь гүйдлийн квадраттай пропорциональ байна. Энэ нь гүйдлийн бага зэрэг өсөлт ч гэсэн дулааныг квадрат нугалж огцом нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг гэсэн үг юм. Бидний бараг бүх шийдлүүд энэ гүйдлийг (I) шинжлэх ухааны үүднээс хэрхэн удирдах талаар эргэлддэг.

2-р хэсэг: Таван гол буруутан - Хүнд халууралтад хүргэдэг тодорхой шалтгаануудын шинжилгээ

Моторын температур хэт өндөр байх үед (жишээлбэл, хүрэхэд хэт халуун байх, ихэвчлэн 70-80°C-аас хэтэрдэг) энэ нь ихэвчлэн дараах нэг буюу хэд хэдэн шалтгаанаас үүдэлтэй байдаг.

Эхний буруутан нь жолоодлогын гүйдэл хэт өндөр тохируулагдсантай холбоотой юм

Энэ бол хамгийн түгээмэл бөгөөд анхдагч шалган нэвтрүүлэх цэг юм. Илүү их гаралтын эргүүлэх хүчийг авахын тулд хэрэглэгчид драйверууд (жишээ нь A4988, TMC2208, TB6600) дээрх гүйдлийн тохируулгын потенциометрийг хэт их эргүүлдэг. Энэ нь ороомгийн гүйдэл (I) нь моторын нэрлэсэн утгаас хамаагүй давсан бөгөөд P=I ² × R-ийн дагуу дулаан огцом нэмэгдсэн. Санаж яваарай: эргүүлэх хүч нэмэгдэх нь дулааны зардлаар ирдэг.

Хоёр дахь буруутан: Буруу хүчдэл ба жолоодлогын горим

Нийлүүлэлтийн хүчдэл хэт өндөр байна: Stepper моторын систем нь "тогтмол гүйдлийн хөтөч"-ийг ашигладаг боловч тэжээлийн хүчдэл өндөр байх нь драйвер нь гүйдлийг моторын ороомог руу илүү хурдан хурдаар "түлхэж" чаддаг гэсэн үг бөгөөд энэ нь өндөр хурдны гүйцэтгэлийг сайжруулахад тустай. Гэсэн хэдий ч бага хурдтай эсвэл тайван үед хэт их хүчдэл нь гүйдэл хэт олон удаа тасрах, унтраалгын алдагдлыг нэмэгдүүлж, драйвер болон мотор хоёулаа халахад хүргэдэг.

Микро алхам ашиглаагүй эсвэл хангалтгүй дэд хэсэг ашиглаагүй:Бүрэн алхам горимд гүйдлийн долгионы хэлбэр нь дөрвөлжин долгион бөгөөд гүйдэл нь эрс өөрчлөгддөг. Ороомог дахь гүйдлийн утга гэнэт 0 ба хамгийн их утга хооронд өөрчлөгддөг бөгөөд энэ нь их хэмжээний эргүүлэх хүч болон шуугиан үүсгэж, харьцангуй бага үр ашигтай болгодог. Мөн микро алхам нь гүйдлийн өөрчлөлтийн муруйг (ойролцоогоор синус долгион) тэгшитгэж, гармоник алдагдал болон эргүүлэх хүчийг бууруулж, илүү жигд ажилладаг бөгөөд ихэвчлэн дундаж дулааны үүсэлтийг тодорхой хэмжээгээр бууруулдаг.

Гурав дахь буруутан: Хэт ачаалал эсвэл механик асуудал

Хэмжээнээс хэтэрсэн ачаалал: Хэрэв мотор нь барих эргүүлэх хүчтэй ойролцоо буюу түүнээс давсан ачааллын дор удаан хугацаанд ажиллавал эсэргүүцлийг даван туулахын тулд драйвер нь өндөр гүйдэл өгсөөр байх бөгөөд энэ нь өндөр температурыг тогтвортой байлгана.

Механик үрэлт, буруу байрлал болон гацалт: Холбогчийг буруу суурилуулсан, чиглүүлэгч хашлага муу, хар тугалган боолт дахь гадны биетүүд нь мотор дээр нэмэлт, шаардлагагүй ачаалал үүсгэж, илүү их ажиллаж, илүү их дулаан ялгаруулдаг.

Дөрөв дэх буруутан: Моторын буруу сонголт

Том тэрэг чирж буй жижиг морь. Хэрэв төсөл өөрөө их хэмжээний эргүүлэх хүч шаарддаг бөгөөд та хэтэрхий жижиг хэмжээтэй мотор сонговол (жишээлбэл, NEMA 23-ын ажлыг хийхийн тулд NEMA 17 ашиглах гэх мэт), энэ нь зөвхөн хэт ачааллын үед удаан хугацаанд ажиллах боломжтой бөгөөд хүчтэй халалт нь зайлшгүй үр дүн юм.

Тав дахь буруутан: Ажлын орчин муу, дулаан ялгаруулах нөхцөл муу

Өндөр орчны температур: Мотор нь хаалттай орон зайд эсвэл ойролцоох бусад дулааны эх үүсвэртэй орчинд (жишээлбэл, 3D хэвлэгчийн тавиур эсвэл лазер толгой) ажилладаг бөгөөд энэ нь түүний дулаан сарниулах үр ашгийг эрс бууруулдаг.

Байгалийн конвекц хангалтгүй байна: Мотор өөрөө дулааны эх үүсвэр юм. Хэрэв хүрээлэн буй орчны агаар эргэлдэхгүй бол дулааныг цаг тухайд нь зөөж чадахгүй бөгөөд энэ нь дулаан хуримтлагдаж, температур тасралтгүй нэмэгдэхэд хүргэдэг.

3-р хэсэг: Практик шийдлүүд - Микро Степпер Моторт зориулсан 5 үр дүнтэй хөргөлтийн аргууд

Шалтгааныг тодорхойлсны дараа бид зөв эмийг бичиж өгч чадна. Алдааг олж засварлаж, дараах дарааллаар оновчтой болгоно уу:

Шийдэл 1: Хөдөлгөөний гүйдлийг зөв тохируулах (хамгийн үр дүнтэй, эхний алхам)

Үйлдлийн арга:Драйвер дээрх гүйдлийн лавлах хүчдэлийг (Vref) хэмжихийн тулд мультиметр ашиглан томьёоны дагуу харгалзах гүйдлийн утгыг тооцоолно (өөр өөр драйверуудын хувьд өөр өөр томъёо). Үүнийг моторын нэрлэсэн фазын гүйдлийн 70% -90% гэж тохируулна уу. Жишээлбэл, 1.5А нэрлэсэн гүйдэлтэй моторыг 1.0А-аас 1.3А хооронд тохируулж болно.

Яагаад үр дүнтэй вэ: Энэ нь дулаан үүсгэх томъёонд I-г шууд бууруулж, дулааны алдагдлыг квадрат дахин бууруулдаг. Эргүүлэх хүч хангалттай үед энэ нь хамгийн зардал багатай хөргөлтийн арга юм.

Шийдэл 2: Хөдөлгөөний хүчдэлийг оновчтой болгож, бичил алхамыг идэвхжүүлнэ үү

Хөтчийн хүчдэл: Хурдны шаардлагадаа тохирсон хүчдэлийг сонгоорой. Ихэнх ширээний програмуудын хувьд 24V-36V нь гүйцэтгэл болон дулааны үүсэлтийн хооронд сайн тэнцвэрийг хадгалдаг хүрээ юм. Хэт өндөр хүчдэл ашиглахаас зайлсхий 

Өндөр дэд хэсгийн бичил алхамыг идэвхжүүлэх: Драйверыг илүү өндөр микро алхам горимд (жишээлбэл, 16 эсвэл 32 дэд хэсэг) тохируулна уу. Энэ нь зөвхөн илүү жигд, чимээгүй хөдөлгөөнийг бий болгохоос гадна дунд болон бага хурдтай ажиллах үед дулааны үүсэлтийг бууруулахад тусалдаг жигд гүйдлийн долгионы хэлбэрийн улмаас гармоник алдагдлыг бууруулдаг.

Шийдэл 3: Дулаан шингээгч суурилуулах болон албадан агаар хөргөх (физик дулаан ялгаруулах)

Дулаан сарниулах сэрвээ: Ихэнх жижиг шатлалт моторуудын (ялангуяа NEMA 17) хувьд хөнгөн цагаан хайлшаар хийсэн дулаан сарниулах сэрвээг моторын их бие дээр наах эсвэл хавчих нь хамгийн шууд бөгөөд хэмнэлттэй арга юм. Дулаан шингээгч нь дулааныг зайлуулахын тулд агаарын байгалийн конвекцийг ашиглан моторын дулаан сарниулах гадаргуугийн талбайг ихээхэн нэмэгдүүлдэг.

Албадан агаарын хөргөлт: Хэрэв дулаан шингээгчийн нөлөө тийм ч тохиромжтой биш хэвээр байвал, ялангуяа битүү орон зайд, албадан агаараар хөргөх жижиг сэнс (жишээлбэл, 4010 эсвэл 5015 сэнс) нэмэх нь эцсийн шийдэл юм. Агаарын урсгал нь дулааныг хурдан авч явдаг бөгөөд хөргөлтийн нөлөө нь маш их ач холбогдолтой юм. Энэ бол 3D хэвлэгч болон CNC машинуудын стандарт практик юм.

Шийдэл 4: Драйвын тохиргоог оновчтой болгох (Дэвшилтэт техникүүд)

Орчин үеийн олон ухаалаг хөтчүүд нь дэвшилтэт гүйдлийн хяналтын функцийг санал болгодог:

StealthShop II & SpreadCycle: Энэ функцийг идэвхжүүлсэн үед мотор тодорхой хугацаанд хөдөлгөөнгүй байх үед хөдөлгүүрийн гүйдэл автоматаар ажиллах гүйдлийн 50% эсвэл түүнээс ч бага буурна. Мотор ихэнх хугацаанд зогсолтын төлөвт байдаг тул энэ функц нь статик халаалтыг мэдэгдэхүйц бууруулж чадна.

Яагаад ажилладаг вэ: Гүйдлийн ухаалаг удирдлага, шаардлагатай үед хангалттай эрчим хүчээр хангах, шаардлагагүй үед хаягдлыг багасгах, эх үүсвэрээс эрчим хүч болон хөргөлтийг шууд хэмнэх.

Шийдэл 5: Механик бүтцийг шалгаж, дахин сонгоно уу (үндсэн шийдэл)

Механик үзлэг: Хөдөлгүүрийн голыг (унтраалттай үед) гараар эргүүлж, жигд байгаа эсэхийг шалгана уу. Хурдны хайрцагны системийг бүхэлд нь шалгаж, чангарах, үрэх, гацах хэсэг байхгүй эсэхийг шалгана уу. Гөлгөр механик систем нь мотор дээрх ачааллыг эрс багасгадаг.

Дахин сонголт: Дээрх бүх аргыг туршиж үзсэний дараа мотор халуун хэвээр байгаа бөгөөд эргүүлэх хүч нь арай ядан байвал моторыг хэт бага сонгосон байх магадлалтай. Моторыг илүү том үзүүлэлтээр (жишээлбэл, NEMA 17-оос NEMA 23 болгон шинэчлэх гэх мэт) эсвэл илүү өндөр нэрлэсэн гүйдэлээр сольж, тав тухтай бүсдээ ажиллах боломжийг олгох нь халаалтын асуудлыг үндсээр нь шийдэх болно.

Шинжилгээний процессыг дагана уу:

Хүчтэй халаалттай микро stepper мотортой тулгарах үед та дараах үйл явцыг дагаж асуудлыг системтэйгээр шийдэж чадна.

Мотор маш их халж байна

Алхам 1: Хөтчийн гүйдэл хэт өндөр тохируулагдсан эсэхийг шалгана уу?

Алхам 2: Механик ачаалал хэт хүнд эсвэл үрэлт өндөр байгаа эсэхийг шалгана уу?

Алхам 3: Физик хөргөлтийн төхөөрөмжийг суурилуулах

Дулаан шингээгчийг холбох

Албадан агаарын хөргөлт (жижиг сэнс) нэмэх

Температур сайжирсан уу?

Алхам 4: Дахин сонгож, илүү том моторын загвараар солих талаар бодож үзээрэй